(57)【要約】【課題】連続駆動が可能なガルバノメータを駆動源とし、絞り羽根の駆動ピンの回転量を増加し、絞り羽根の小絞り側での移動量を少なくする。【解決手段】駆動用ガルバノメータの回転駆動を伝達する駆動レバー３５と、絞り羽根３３を移動するための駆動ピン３２ｂを有する駆動リング３２との間に、扇形のリンク部材４２が設けられている。リンク部材４２の扇形ギア部４２ｃは駆動リング３２の周囲の一部に設けたリングギア部３２ｃに、転がり手段による回転によってリンク部材４２の駆動を伝達する。  駆動レバー３５の回転によりリンク部材４２は矢印Ａ方向に回転し、更に駆動リング３２が矢印Ｂ方向に回転し、絞り羽根３３による開口を閉止する。この構成により、駆動リング３２の回転可能な角度を大きくし、絞り羽根３３の小絞り側での移動量が少なくなる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも３枚の絞り羽根を回転により移動させて絞り開口形状の調節を行う光量調節装置において、駆動用ガルバノメータと、該駆動用ガルバノメータと同軸に回転可能に配置した駆動部材と、前記絞り羽根を移動する駆動リングと、前記駆動部材と前記駆動リングとの間に介在するリンク部材とを有し、前記リンク部材の回動を前記駆動リングに転がり手段により伝達することを特徴とする光量調節装置。
【請求項２】
前記転がり手段は前記リンク部材に設けた扇形ギアと前記駆動リングの周囲に設けたリングギア部との噛合によることを特徴とする請求項１に記載の光量調節装置。
【請求項３】
前記駆動リングに設けた２個所のＶ溝と１個所の平面部と、ベース部材の前記駆動リングのＶ溝と平面部に対応する位置に設けた３個所のＶ溝とによって、３個のボールを挟持し、付勢手段により光軸方向及び光軸方向と略直交方向に付勢することを特徴とする請求項１に記載の光量調節装置。
【請求項４】
前記リンク部材の回転中心の両面に配置した少なくとも３個のボールから成るボール受け部材を付勢手段により光軸方向に付勢し、前記リンク部材を２つの前記ボール受け部材により挟持し、前記リンク部材を光軸方向と略直交方向に付勢することを特徴とする請求項１に記載の光量調節装置。
【請求項５】
前記駆動リングと前記駆動部材に、前記絞り羽根による開口が閉止する方向に付勢する付勢手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の光量調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ交換が可能、或いはレンズを一体に有するデジタルスチルカメラやビデオカメラ等の光量調節装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ビデオカメラ、デジタルカメラレンズに用いられる絞り装置として、ギロチン絞り装置と虹彩絞り装置が知られている。ギロチン絞り装置は、光軸上に開口部を設けた地板とカバーの間に２枚の絞り羽根が移動自在に挟まれている。特許文献１のように、２枚の絞り羽根は光軸に直交する面内において相対的に同方向、逆方向に移動し、開口部形状を自在に可変し、光量を調節することが可能である。
【０００３】
このギロチン絞り装置では、２枚の絞り羽根のために小絞り側の絞り開口形状が略菱形となる。これにより、点光源からのぼけ形状・面反射ゴーストの形状が菱形に見えるため、品質が悪く、高級と高精度な撮像装置には適さない。このため、需要者向けの廉価な撮像装置に搭載されるのが一般的である。
【０００４】
また、虹彩絞り装置はギロチン絞り装置と同様に、光軸上に開口部を設けた地板とカバーの間に３枚以上の絞り羽根が移動自在に挟まれている。これらの複数枚の絞り羽根は時計回り或いは反時計回りに重ねられて配置されている。更に、固定部に設けられた回転軸に絞り羽根の孔が回転可能に嵌合し、駆動ピンが絞り羽根の長孔部に嵌合し、他の絞り羽根も同一構造により支持される。駆動ピンが一体で光軸を中心に回転することにより、複数枚の絞り羽根を連動して移動させ、開口形状を変化させて開口を通過する光量を調節することが可能となる。
【０００５】
虹彩絞り装置では、複数枚の絞り羽根により開口形状が決定されるため、小絞り時の開口形状が略円形であり、点光源のぼけ形状・面反射ゴーストの形状が略円形となり、一般的に高級、高精度な撮像装置に搭載されている。
【０００６】
なお、静止画撮影を行うためのスチルカメラにおいては、特許文献２のように虹彩絞り装置の駆動源にステッピングモータを搭載したステップ絞り装置が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−５９２６号公報
【特許文献２】特開昭６２−２４０９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、ステッピングモータは騒音も大きく、不連続なステップ駆動しか制御できず、ステップ数を細かくすることにも限度があり、ガルバノメータの制御分解能の程度には分解能を上げることができない。そのため、デジタルスチルカメラのような静止画撮影には問題ないが、特に高精度レンズによる動画撮影には不向きである。
【０００９】
これにより、動画撮影を行う撮像装置では、絞り装置の駆動源に連続的な制御が可能であり、かつ騒音も少ないガルバノメータを採用することが好ましい。
【００１０】
しかし、ガルバノ絞り装置はガルバノメータの構成上、メータの回転角度が最大略６０度と回転角度の制約がある。そのため、メータに連動している絞り羽根駆動ピンの回転角度も規制され、絞り羽根の移動量を小絞り側で低下させるカム形状を作ることができないため、小絞り側での絞り羽根のＦ値の変化が開口時と比較すると極めて大きくなってしまう。
【００１１】
本発明の第１の目的は、連続駆動が可能なガルバノメータを駆動源とし、絞り羽根の駆動ピンの回転量を増加し、絞り羽根の小絞り側での移動量を低下させる光量調節装置を提供することにある。
【００１２】
本願発明の第２の目的は、構成部品の取り付けがたを極力防止することで、絞り開口の繰り返し精度を向上させながら、機械的負荷の増大を抑制した光量調節装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するための本発明に係る光量調節装置は、少なくとも３枚の絞り羽根を回転により移動させて絞り開口形状の調節を行う光量調節装置において、駆動用ガルバノメータと、該駆動用ガルバノメータと同軸に回転可能に配置した駆動部材と、前記絞り羽根を移動する駆動リングと、前記駆動部材と前記駆動リングとの間に介在するリンク部材とを有し、前記リンク部材の回動を前記駆動リングに転がり手段により伝達することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る光量調節装置によれば、駆動部材と絞り羽根の駆動ピンを設けている駆動リングとの間にリンク部材を介在させることにより、駆動リングの回転角を増加することができる。これにより、絞り羽根に小絞り側の移動量を少なくするカム形状を設定でき、Ｆ値の敏感度を低減することが可能である。また、付勢手段によって、駆動部材、駆動リング、リンク部材の機械的がたをなくすことができるため、絞り開口径の繰り返し精度を改善することができる。更に、回転駆動する駆動部材、駆動リングにボールを介在させると、回転駆動の際に発生する摩擦抵抗が低減され、駆動リング、駆動部材の作動性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１の光量調節装置を組み込んだレンズ鏡筒の分解斜視図である。
【図２】光量調節装置の分解斜視図である。
【図３】絞り羽根の構成図である。
【図４】駆動用ガルバノメータの回転を駆動リングに伝達する伝達手段の構成図である。
【図５】リンク部材の回転中心の機械的がたを低減する構成の斜視図及び断面図である。
【図６】駆動リングとリンク部材の機械的がたを低減するための構成図である。
【図７】駆動リングとベース部材の光軸方向の機械的がたを低減するための断面図及び拡大断面図である。
【図８】実施例２の駆動リングとベース部材の光軸方向の機械的がたを低減する構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は実施例の光量調節装置を組み込んだレンズ鏡筒の分解斜視図である。前方から固定の第１レンズ群Ｌ１、光軸方向に移動することにより変倍動作を行う第２レンズ群Ｌ２、光軸と垂直な平面内で移動してぶれ補正動作を行う第３レンズ群Ｌ３、光軸方向に移動することにより合焦動作を行う第４レンズ群Ｌ４が配列されている。第１レンズ群Ｌ１は前玉鏡筒ユニット１１に保持され、第２レンズ群Ｌ２は移動枠１２に保持されている。また、第３レンズ群Ｌ３は光軸と垂直な平面内で移動可能とするシフトユニット１３に保持され、第４レンズ群Ｌ４は移動枠１４に保持され、ＣＣＤ等の撮像素子は後部鏡筒１５に取り付けられている。
【００１８】
前玉鏡筒ユニット１１と後部鏡筒１５の間には２本のガイドバー１６、１７が配置され、シフトユニット１３と後部鏡筒１５の間にガイドバー１８が配置されている。移動枠１２はガイドバー１６、１７により光軸方向に移動可能に支持され、移動枠１４はガイドバー１６、１８により光軸方向に移動可能に支持されている。
【００１９】
シフトユニット１３は後部鏡筒１５に位置決めの上、ビスにより前方よりビス締め固定されている。第３レンズ群Ｌ３の直前に配置され、シフトユニット１３に固定された光量調節装置１９は、光学系の開口径を変化させ、６枚の絞り羽根を移動させて開口径を変化させる所謂虹彩絞り装置である。
【００２０】
後部鏡筒１５は前玉鏡筒ユニット１１に位置決めの上、後方からビス締め固定されている。リードスクリュ２０は第４レンズ群Ｌ４を光軸方向に移動させて合焦動作を行うための駆動手段であり、前後に軸受け形状を持ち、後部に多極に着磁されたロータマグネット２０ａが固定されている。後部鏡筒１５に固定されたステータユニット２１はロータマグネット２０ａを回転させ、リードスクリュ２０は移動枠１４に取り付けられたラック１４ａと噛合し、ロータマグネット２０ａの回転により、移動枠１４を移動させる。
【００２１】
リードスクリュ２２は第２レンズ群Ｌ２を保持する移動枠１２を光軸方向に移動させて変倍動作を行うための駆動手段であり、前後に軸受け形状を持ち、後部に多極に着磁されたロータマグネット２２ａが固定されている。後部鏡筒１５に固定されたステータユニット２３はロータマグネット２２ａを回転させ、リードスクリュ２２はシフトユニット１３とステータユニット２３に設けられた軸受け部により支持されている。リードスクリュ２２は移動枠１２に取り付けられたラック１２ａと噛合し、ロータマグネット２２ａの回転により、移動枠１２を移動させる。また、ねじりコイルばね１２ｂにより移動枠１２、ガイドバー１６、１７、ラック１２ａ、リードスクリュ２２のそれぞれのがたが片寄せられている。
【００２２】
フォトインタラプタ２４は基板を介して後部鏡筒１５に固定されている。フォトインタラプタ２４はフォーカスリセットスイッチであり、移動枠１４に形成された遮光部１４ｃの光軸方向への移動による遮光、透光の切換わりを電気的に検出し、第４レンズ群Ｌ４の基準位置を検出する。フォトインタラプタ２５はズームリセットスイッチであり、基板を介して前玉鏡筒ユニット１１に固定されている。フォトインタラプタ２５は移動枠１２に形成された遮光部１２ｃの光軸方向への移動による遮光、透光の切換わりを電気的に検出し、第２レンズ群Ｌ２の基準位置を検出する。
【００２３】
図２は光量調節装置１９の分解斜視図である。光量調節装置１９のベース部材３１は光軸を中心とした固定開口部３１ａを有している。駆動リング３２は少なくとも３枚、実施例では６枚の絞り羽根３３を駆動することにより、絞り羽根３３は可変絞り開口径を形成している。押さえ部材３４は絞り羽根３３をベース部材３１との間に形成される空間に規制し、光軸を中心とした固定開口部３４ａを有し、ビスによりベース部材３１に位置決めし固定されている。ベース部材３１に駆動部材として使用する駆動レバー３５が取り付けられ、この駆動レバー３５は駆動用ガルバノメータ３６の出力軸３６ａに圧入又は接着等で固定されている。
【００２４】
３個の引張りコイルばね３７はベース部材３１に設けられた図示しない突起部と、ベース部材３１に設けられた円弧状の孔部３１ｂを通り、駆動リング３２に設けられた突起部３２ａとの間に配置されている。３個ずつのボール３８、３９がボール受け部４０、４１に設けられたボール受け凹部４０ａ、４１ａに配置されている。駆動レバー３５に設けられたピン３５ａが嵌合するリンク部材４２には、長孔４２ｂが設けられ、ピン３５ａによりリンク部材４２の回転中心４２ｂを略中心に回転可能とされている。また、駆動レバー３５は捻りコイルばね４３により付勢されている。
【００２５】
駆動リング３２とベース部材３１により３個のボール４４が挟み込まれ、駆動リング３２にヨーク４５が位置決めして固定されている。ベース部材３１に３個のマグネット４６を設けることにより、ヨーク４５に対するマグネット４６の吸引力によってボール４４は保持される。更に、ボール４４はベース部材３１に略１２０度等分に設けられた３個所のＶ溝３１ｃ内で作動する。また、駆動リング３２のＶ溝３１ｃに対応する位置に図示しない２個所のＶ溝、１個所の平面部が設けられ、ボール４４は回転可能に位置決めされ保持されている。
【００２６】
ボール受け部４１を位置決めし固定するための固定部材４７が、ビスによりベース部材３１に位置決めの上で固定される。ボール受け部４１のボール受け凹部４１ａと略同軸上に設けられた円筒形状４１ｂに圧縮ばね４８が配置され、カバー部材４９がビスにより固定部材４７に位置決めの上で固定されている。更に、圧縮ばね４８はカバー部材４９とボール受け部４１により挟み込まれることにより、ボール受け部４１を常に光軸方向に付勢し、光軸方向の機械的がたを低減している。
【００２７】
図３は６枚の絞り羽根３３の構成図である。絞り羽根３３Ａ〜３３Ｆは絞り開口形状を形成するために、順番に時計周りに重ねて配置されている。絞り羽根３３Ａ〜３３Ｆはベース部材３１に設けられた回転ピン３１ｄに孔３３ａが回転可能に嵌合されており、長孔部３３ｂに駆動リング３２に設けられた駆動ピン３２ｂが長孔部３３ｂ内で移動可能に嵌合されている。
【００２８】
これにより、駆動用ガルバノメータ３６の回転を駆動リング３２に伝達することで、駆動リング３２が光軸を中心として回転し、絞り羽根３３は連動して開口径を可変することが可能となる。
【００２９】
図４（ａ）は駆動用ガルバノメータ３６の回転を駆動リング３２に伝達する伝達手段の構成図であり、絞り羽根３３は１枚のみを示している。駆動用ガルバノメータ３６の回転駆動を伝達する駆動レバー３５と、絞り羽根３３を移動自在に回転するための駆動ピン３２ｂを有する駆動リング３２との間に、扇形状のリンク部材４２が介在されている。回転中心４２ａを略中心に、回転可能のリンク部材４２の扇形の柄部に設けられた長孔４２ｂは、駆動レバー３５のピン３５ａに嵌合している。リンク部材４２の扇形の縁部に設けられた扇形ギア部４２ｃは、駆動リング３２の周囲の一部に設けられたリングギア部３２ｃに、回動により転がり手段によってリンク部材４２の駆動を伝達するように構成されている。
【００３０】
これにより、駆動用ガルバノメータ３６が回転駆動すると、駆動レバー３５のピン３５ａが最大略６０度回転し、ピン３５ａが嵌合している長孔４２ｂを有するリンク部材４２は、回転中心４２ａを略中心にして矢印Ａ方向に回転する。リンク部材４２が矢印Ａ方向に回転すると、扇形ギア部４２ｃと噛合している駆動リング３２のリングギア部３２ｃが矢印Ｂ方向に回転し、図４（ｂ）に示すように絞り羽根３３による開口を閉止する。
【００３１】
このように、駆動用ガルバノメータ３６に連結した駆動レバー３５の回転中心とは別に、リンク部材４２の回転中心４２ａを略中心に回転させ、駆動リング３２の回転角を増大することができる。この構成により、駆動リング３２の回転可能な角度を大きくし、絞り羽根３３Ａ〜３３Ｆの小絞り側での移動量を低下させるカム形状が得られる。しかし、従来の虹彩絞り装置に比べて、部品の追加により機械的がたが増加し、それによる繰り返し絞り開口精度、ヒステリシスの精度悪化、作動負荷の悪化が懸念される。
【００３２】
本実施例では、開口精度、ヒステリシスの精度悪化を防止し、円滑な作動を行えるための機械的がたを低減している。つまり、図４（ａ）に示すように、駆動レバー３５には、駆動レバー３５の回転中心３５ｂと同軸に捻りコイルばね４３が周設されている。捻りコイルばね４３のトルクは、駆動レバー３５の負荷トルクよりも大きいが、駆動レバー３５が駆動リング３２に駆動を伝達する際の作動トルク未満とされている。
【００３３】
この捻りコイルばね４３は図４（ｂ）に示す絞り羽根３３の開口形状が閉口する方向に駆動レバー３５を常に付勢している。これにより、駆動レバー３５の回転中心３５ｂを中心とした回転駆動を、リンク部材４２に伝達する際に発生する機械的がたを吸収することができる。
【００３４】
更に、撮像装置が通電されていない状態、つまり無通電状態の場合において、絞り羽根３３による開口は、捻りコイルばね４３により閉止され、撮像装置の不使用時における絞り装置以降の撮像装置内への光線の入射を防いでいる。
【００３５】
図５（ａ）はリンク部材４２の機械的がたを低減するための構成の斜視図、（ｂ）は断面図である。リンク部材４２の機械的がたの低減のため、両面の回転中心４２ａの先端は円錐形状とされており、その円錐形状の斜面と接するように、それぞれ３個ずつのボール３８、３９が配置されている。更に、ボール３８、３９はボール受け部４０、４１に設けられたボール受け凹部４０ａ、４１ａ内に接して収まるようになっている。これによって、リンク部材４２の回転中心４２ａの機械的がたによる移動量を低減させることができる。
【００３６】
更に、リンク部材４２が回転中心４２ａを略中心に回転する際の摩擦は、ボール３８、３９との転がり摩擦によるため、回転中心４２ａを孔嵌合させて回転する際に発生する滑り摩擦よりも低くなり、回転トルクを低減し得る。
【００３７】
図６は駆動レバー３５から伝達されたリンク部材４２の回転駆動を、駆動リング３２に伝達する際に発生する機械的がたを低減するための構成図である。ベース部材３１の３個所の孔部３１ｂには、駆動リング３２の３個の突起部３２ａがそれぞれ摺動可能に嵌合されている。ベース部材３１に設けられた３個の突起部３１ｅと、駆動リング３２の３個の突起部３２ａとの間には、３個の引張りコイルばね３７がそれぞれ配置されている。
【００３８】
３個の引張りコイルばね３７は、駆動リング３２の突起部３２ａを常に矢印Ｂの回転方向、つまり図示しない６枚の絞り羽根３３が形成する開口形状が常に閉口する方向に付勢されている。これにより、駆動レバー３５から伝達されたリンク部材４２の回転駆動を、駆動リング３２に伝達する際に発生する機械的がたを吸収することが可能となる。
【００３９】
図７（ａ）、（ｂ）はボール４４を用いた前述の駆動リング３２のベース部材３１に対する光軸方向の機械的がたを低減するための断面図及び拡大断面図である。図７（ａ）は駆動リング３２のベース部材３１に対する光軸方向、光軸方向と略直交方向の機械的がたの付勢を行う光軸方向と平行な断面図である。
【００４０】
ベース部材３１の３個所のＶ溝３１ｃには、ボール４４がＶ溝３１ｃに接するように配置されている。図７（ｂ）に示すように、駆動リング３２に設けられた２個所のＶ溝部３２ｄと、図示しない１個所の平面部が３個のボール４４とそれぞれ接するように配置され、光軸方向と略直交方向の機械的がたが付勢される。
【００４１】
駆動リング３２にはヨーク４５が配置され、ヨーク４５はベース部材３１に設けられた３個のマグネット４６により、矢印Ｙ方向つまり光軸方向に付勢されている。これにより、駆動リング３２のベース部材３１に対する光軸方向の機械的がたの付勢を行うことが可能となる。更に、駆動リング３２は３個のボール４４にのみ接しながら回転するため、駆動リング３２が回転時に発生する摩擦が、３個のボール４４との間に発生する転がり摩擦のみとなるため、作動性も改善される。
【実施例２】
【００４２】
図８は実施例２の駆動リングとベース部材の光軸方向の機械的がたを低減するための構成図である。ベース部材３１に光軸Ｏに対し垂直方向に設けられたＶ溝３１ｆ及びＶ溝３１ｆに対応する位置に配された駆動リング３２の斜面３２ｅには、ボール５１が接するように配置されている。更に、ボール押さえ５０に設けられた面５０ａを、ボール５１に接するように、ボール押さえ５０が駆動リング３２に対してねじ込み固定されている。
【００４３】
これにより、Ｖ溝３１ｆ、斜面３２ｅ、面５０ａによって、ボール５１を挟持することにより、駆動リング３２の光軸方向及び光軸に直交方向の位置決めが行われている。本実施例２では、実施例１に対してボール押さえ５０が追加となるが、実施例１の各３個のヨーク４５とマグネット４６をそれぞれ除去することができるため、部品点数の削減につながる。
【００４４】
なお、上述の駆動リング３２とベース部材３１との光軸方向の機械的がたを低減する手段以外の構成については、実施例１と同様である。
【００４５】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことは云うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１９  光量調節装置
３１  ベース部材
３２  駆動リング
３３  絞り羽根
３４  押さえ部材
３５  駆動レバー
３６  駆動用ガルバノメータ
３７  引張りコイルばね
３８、３９、４４、５１  ボール
４０、４１  ボール受け部
４２  リンク部材
４３  捻りコイルばね
４５  ヨーク
４６  マグネット
４７  固定部材
４８  圧縮ばね
４９  カバー部材
５０  ボール押さえ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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